季英俊

（中交二航局第四工程有限公司，安徽 蕪湖 241000）

墩身鋼筋籠整體預(yù)制安裝標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝在跨海大橋建設(shè)中的應(yīng)用

季英俊

（中交二航局第四工程有限公司，安徽 蕪湖 241000）

近年來(lái)，偶有跨海橋梁在現(xiàn)澆墩身施工中探索墩身鋼筋籠整體預(yù)制、安裝施工工藝，因技術(shù)等各種原因未能徹底形成大面積工廠化作業(yè)模式，對(duì)工程整體工效提高效果不顯著，較現(xiàn)澆墩身傳統(tǒng)鋼筋現(xiàn)場(chǎng)綁扎施工工藝優(yōu)勢(shì)不明顯。文章結(jié)合連云港市海濱大道跨海大橋引橋現(xiàn)澆墩身施工，介紹跨海大橋大截面墩身鋼筋籠整體預(yù)制、安裝工廠化作業(yè)施工工藝，該工藝工效高，安全風(fēng)險(xiǎn)低，大幅提高了墩身鋼筋安裝質(zhì)量和保護(hù)層合格率，改善了施工人員作業(yè)環(huán)境，為未來(lái)跨海大橋墩身標(biāo)準(zhǔn)化施工提供了思路。

跨海大橋；墩身；鋼筋；工廠化

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

連云港市海濱大道跨海大橋總長(zhǎng)4 482.4 m，其中海上橋梁長(zhǎng)4 358.7 m，陸上橋梁長(zhǎng)123.7 m，由北向南依次分為北引橋、主通航孔橋、中引橋、輔通航孔橋、南引橋，橋面寬度34 m，雙向6車道，設(shè)計(jì)車速60 km/h。其中主輔通航孔橋分別為主跨125 m和70 m的三跨連續(xù)剛構(gòu)橋，引橋?yàn)?0 m、40 m預(yù)制組合箱梁連續(xù)梁橋。

墩身截面為矩形帶圓角形式，主要有3種截面尺寸，分別為5.5 m×1.8 m，5.5 m×2 m，5.5 m×2.2 m，墩高3～25 m不等，結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖1。墩身高度9 m以下1次澆筑，9 m以上分2～4次澆筑完成，墩身鋼筋根據(jù)墩身澆筑高度分1～4次施工。以5.5 m×2 m截面尺寸墩身為例，墩身鋼筋豎向設(shè)196根φ28主筋，采用滾軋直螺紋套筒連接，單節(jié)墩身鋼筋質(zhì)量為10～15 t，墩身鋼筋布置見(jiàn)圖2。

圖1 墩身結(jié)構(gòu)形式圖Fig.1 Bridge pier structure diagram

圖2 墩身鋼筋布置圖Fig.2 Bridge pier reinforcement arrangement drawing

1.2 水文氣象

連云港市海濱大道跨海大橋所處海灣潮汐類型為正規(guī)半日潮，據(jù)附近海洋站統(tǒng)計(jì)實(shí)測(cè)資料，潮汐特征值見(jiàn)表1（按85國(guó)家高程基準(zhǔn)）。

連云港市位于江蘇省北部，東鄰黃海，西連大陸，屬東亞季風(fēng)氣候，冬季受西伯利亞冷空氣控制，干旱少雨，氣溫偏低，盛行北偏東風(fēng)，夏季受西太平洋副熱帶高壓與東南季風(fēng)控制，溫度、濕度偏高，盛行東南風(fēng)。連云港水域的常風(fēng)向?yàn)槠珫|向，橋址區(qū)域強(qiáng)風(fēng)向?yàn)槠毕颍?級(jí)以上風(fēng)占全年頻率的8.07%。

表1 潮汐特征表Table 1 Tidal characteristic table m

連云港地區(qū)受臺(tái)風(fēng)影響不太嚴(yán)重，基本為臺(tái)風(fēng)邊緣區(qū)，平均1次/a，易受突風(fēng)影響，每年均受寒潮影響，寒潮影響時(shí)間為每年的1—3月和11—12月。

1.3 墩身施工特點(diǎn)

1）工程量大，工期緊，項(xiàng)目總工期僅20個(gè)月，較國(guó)內(nèi)類似海上橋梁施工工期大大縮短，提高工效是墩身施工的首要任務(wù)；

2）漲落潮差較大，漲潮時(shí)一片汪洋，退潮時(shí)大部分海床露出，大型浮吊設(shè)備無(wú)法使用，采用全棧橋施工；

3）施工易受寒潮、突風(fēng)等影響，施工人員作業(yè)環(huán)境較差，安全隱患大，改善作業(yè)環(huán)境，降低安全風(fēng)險(xiǎn)是墩身施工的重要保障。

2 傳統(tǒng)現(xiàn)澆墩身鋼筋綁扎施工工藝弊端

目前國(guó)內(nèi)外橋梁施工，現(xiàn)澆墩柱大部分采取搭設(shè)腳手架或模板自帶拆卸式支架，現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋的常規(guī)施工工藝，少數(shù)地區(qū)陸域高架橋墩柱施工中，應(yīng)用過(guò)墩身鋼筋籠整體制作、安裝施工工藝，其墩柱截面尺寸較小，鋼筋籠質(zhì)量輕，施工環(huán)境較好。國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成或正在建設(shè)的跨海大橋工程，特別是施工環(huán)境較為惡劣的跨海大橋，大截面墩身鋼筋籠整體制作、運(yùn)輸、安裝尚屬首次。

連云港市海濱大道跨海大橋工期緊，墩身常規(guī)施工工藝需投入大量鋼管、扣件、人員及設(shè)備等，極大地增加了項(xiàng)目成本且無(wú)法滿足工期的需要。惡劣海洋環(huán)境中，大批量的腳手架周轉(zhuǎn)帶來(lái)較多的安全風(fēng)險(xiǎn)，特別是在受臺(tái)風(fēng)、季風(fēng)、較低溫度影響的海洋環(huán)境下，工人作業(yè)環(huán)境差，野外有效作業(yè)時(shí)間有限，工效大大降低，安全風(fēng)險(xiǎn)成倍增加，施工質(zhì)量不易控制。

3 墩身鋼筋籠整體預(yù)制、安裝工廠化施工工藝

3.1 預(yù)制胎架的設(shè)計(jì)、加工

探索惡劣海洋環(huán)境下橋梁墩身施工實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、工廠化的作業(yè)模式，降低施工成本，減少安全風(fēng)險(xiǎn)，提高工程質(zhì)量，縮短施工時(shí)間。

從鉆孔樁鋼筋籠長(zhǎng)線法制作得到啟發(fā)，墩身鋼筋籠預(yù)先在后場(chǎng)加工廠采用胎架同槽制作而成，分節(jié)吊運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝，胎架設(shè)計(jì)采用桿件銷接式[1-2]，運(yùn)輸、安裝、拆卸方便，便于墩身鋼筋籠預(yù)制、脫架操作，設(shè)計(jì)好的胎架在專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)加工廠加工成型，確保制作精度。

3.2 墩身鋼筋籠整體預(yù)制

3.2.1 胎架安裝

工廠加工好的胎架以桿件的形式運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，在硬化好的場(chǎng)地上安裝胎架生產(chǎn)線，將桿件通過(guò)銷接拼裝成胎架，數(shù)個(gè)胎架按等間距精確定位后形成生產(chǎn)線，胎架間距宜為2～2.5 m[3]，本工程共布置7條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線由7～11榀胎架組成，其中5.5 m×1.8 m生產(chǎn)線2條，5.5 m×2 m生產(chǎn)線3條，5.5 m×2.2 m生產(chǎn)線2條，以滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需要。

3.2.2 底節(jié)鋼筋籠制作

預(yù)埋在承臺(tái)里的底節(jié)墩身鋼筋籠至關(guān)重要，預(yù)制時(shí)須確保3個(gè)一：頂口長(zhǎng)筋在一個(gè)平面、短筋在一個(gè)平面，吊耳在一個(gè)平面。預(yù)埋在承臺(tái)中的底節(jié)鋼筋籠不宜過(guò)短，過(guò)短則剛度及整體性不好，不便于整體定位，長(zhǎng)度以4.5 m左右為宜。

3.2.3 其余鋼筋籠同槽制作

整體預(yù)制安裝施工工藝適用于鋼筋籠截面長(zhǎng)寬比<3的等截面或花瓶形墩身，長(zhǎng)寬比過(guò)大不宜用整體預(yù)制安裝的工藝，預(yù)制分節(jié)長(zhǎng)度宜為6 m左右，最長(zhǎng)不宜超過(guò)9 m[3]，否則，需額外增加整體剛度和穩(wěn)定性的臨時(shí)內(nèi)支架。底節(jié)鋼筋籠制作完畢，以此為基準(zhǔn)，在胎架上同槽制作其余節(jié)鋼筋籠，見(jiàn)圖3。主筋連接采用滾軋直螺紋套筒，主筋端頭一頭采用標(biāo)準(zhǔn)絲，另一頭采用加長(zhǎng)絲[4-5]。所有箍筋、鉤筋與主筋連接均采用焊接，箍筋與主筋采用梅花跳焊，鉤筋均須與主筋焊接。為便于鋼筋籠對(duì)接順利，接頭上下各50 cm在預(yù)制時(shí)暫時(shí)不安裝箍筋及鉤筋，待鋼筋籠安裝后人工現(xiàn)場(chǎng)安裝。整條鋼筋籠制作完成后，在每節(jié)選用1根同槽主筋標(biāo)上記號(hào)作為定位筋，便于現(xiàn)場(chǎng)整體安裝。

圖3 利用胎架同槽制作鋼筋籠Fig.3 Making steel bar cage with the same groove of the tyre frame

3.3 墩身鋼筋籠脫架與運(yùn)輸

整條鋼筋籠同槽制作完畢后，即可脫架。脫架與安裝時(shí)順序相反，分別將上橫梁與立柱的銷接螺栓及立柱、斜撐與底座的銷接螺栓擰下，臨時(shí)拆除上橫梁和兩側(cè)立柱即可完成鋼筋籠脫架，見(jiàn)圖4。待整條鋼筋籠運(yùn)輸完畢，再安裝胎架立柱與橫梁，便可進(jìn)行下一條鋼筋籠預(yù)制，方便快捷。

圖4 鋼筋籠脫架Fig.4 The reinforcement cage from the shelf off

墩身鋼筋籠采用2臺(tái)16 t門吊分節(jié)抬吊至平板車上，平板車上布置4～6根6 m長(zhǎng)鋼扁擔(dān)，通過(guò)鋼棧橋運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)安裝。

3.4 墩身鋼筋籠安裝

3.4.1 底節(jié)鋼筋籠安裝

預(yù)埋在承臺(tái)中的底節(jié)鋼筋籠安裝至關(guān)重要，直接影響后續(xù)鋼筋籠對(duì)接與垂直度。承臺(tái)底層鋼筋網(wǎng)片綁扎完畢后，即可著手底節(jié)墩身鋼筋籠安裝。安裝時(shí)，先以目測(cè)為主進(jìn)行粗略安裝。安裝到位后，再用水準(zhǔn)管抄平輔以吊垂球進(jìn)行精安裝。精安裝到位后，立刻固定好底節(jié)鋼筋籠，確保澆筑承臺(tái)混凝土?xí)r不發(fā)生移動(dòng)。

3.4.2 其余節(jié)鋼筋籠安裝

鋼筋籠運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)，利用50 t履帶吊輔以25 t汽車吊抬吊翻身，利用多點(diǎn)吊具吊裝。安裝前準(zhǔn)備5～6把管鉗，以定位筋為基準(zhǔn)，先將四角任意一根主筋對(duì)接上，套筒擰緊到位，再安排5～6名工人按統(tǒng)一方向均勻分布在墩身四周利用管鉗順序擰緊主筋連接套筒，鋼筋籠對(duì)接約需5～6 h。鋼筋籠對(duì)接完畢，人工安裝接頭處上下各50 cm箍筋和鉤筋，盡快安裝保護(hù)層墊塊、模板，澆筑混凝土。待混凝土強(qiáng)度滿足要求，再安裝下節(jié)鋼筋籠，如此循環(huán)直至墩身封頂，見(jiàn)圖5。

圖5 其余節(jié)鋼筋籠安裝Fig.5 The rest of the reinforcement cage installation

3.5 墩身鋼筋籠整體預(yù)制、安裝施工工藝優(yōu)勢(shì)

1）設(shè)計(jì)墩身鋼筋籠整體長(zhǎng)線法制作胎架，鋼筋定位精度可控制在2 mm范圍內(nèi)。此法解決了工程建設(shè)長(zhǎng)期以來(lái)現(xiàn)場(chǎng)鋼筋安裝很難保證鋼筋間距100%滿足圖紙及規(guī)范[6]要求的通病，有利于墩身保護(hù)層控制，保護(hù)層合格率普遍達(dá)95%以上。

2）標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化作業(yè)極大改善了工人和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理人員的工作環(huán)境，提高了工效。

3）墩身鋼筋籠整體安裝對(duì)接減少了起重設(shè)備的使用時(shí)間和頻率，有利于節(jié)能減排，降低成本。

4）可實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)，大大縮短單個(gè)墩身施工周期，加快墩身模板周轉(zhuǎn)，提高工效的同時(shí)，節(jié)約了模板投入。

5）減少了野外高空作業(yè)時(shí)間，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)建筑市場(chǎng)人工成本不斷增加，傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型，作業(yè)環(huán)境較為惡劣的建筑市場(chǎng)漸現(xiàn)弊端，急需轉(zhuǎn)變作業(yè)模式。

墩身鋼筋籠整體預(yù)制安裝施工工藝在連云港市海濱大道跨海大橋中成功應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)了跨海大橋大截面墩身鋼筋施工“從野外走向車間，由高空變?yōu)槠降亍毙碌淖鳂I(yè)模式，較好地踐行了以人為本、節(jié)能減排的發(fā)展理念，推動(dòng)了跨海大橋施工工藝的革新，為未來(lái)跨海大橋墩身標(biāo)準(zhǔn)化施工提供了新思路，為我國(guó)未來(lái)橋梁特別是跨海大橋施工全部進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、工廠化作業(yè)模式提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。

[1]GB 50017—2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. GB 50017—2003,Code for design of steel structures[S].

[2]李星榮，魏才昂，秦斌.鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].3版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014. LI Xing-rong,WEI Cai-ang,QIN Bin.Design manual of steel structure connection point[M].3rd ed.Beijing:China Architecture and Building Press,2014.

[3]交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊(cè)：橋涵[M].北京：人民交通出版社，2000. The First Highway Engineering Co.,Ltd.,Ministry of Transport. Highway construction manual:bridges and culverts[M].Beijing: China Communications Press,2000.

[4]JGJ 107—2010，鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程[S]. JGJ 107—2010,Technical specification for mechanical splicing of steel reinforcing bars[S].

[5]孫業(yè)發(fā)，王偉，宋書(shū)東，等.大型預(yù)制橋墩鋼筋籠整體吊裝對(duì)接施工技術(shù)[J].中國(guó)港灣建設(shè)，2014（9）：55-58. SUN Ye-fa,WANG Wei,SONG Shu-dong,et al.Integral hoisting and butt joint construction technology for reinforcing cage of largescale prefabricated bridge pier[J].China Harbour Engineering, 2014(9):55-58.

[6]JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S]. JTG/T F50—2011,Technical specification for construction of highway bridge and culverts[S].

Application of pier reinforcement cage precast installation construction technology in the construction of cross sea bridges

JI Ying-jun
（No.4 Engineering Co.,Ltd.of CCCC Second Harbor Engineering Co.,Ltd.,Wuhu,Anhui 241000,China）

In recent years,occasionally cross sea bridge in the construction of cast-in-situ pier explore pier reinforcing cage integral prefabricated,installation construction technology,due to technical and other reasons,it is failed to form a large area factory operation mode completely,the overall efficiency enhancement effect was not significant,its advantage is not obvious compared with the traditional cast-in-situ pouring pier steel reinforced field assembling construction technology.According to Lianyungang City Waterfront Avenue cross sea bridge approach cast-in-situ pouring pier construction,we introduced the cross sea bridge section pier reinforcing cage integral prefabricated,and the installation factory operation process.The process is high efficiency,low safety risk,has substantially increased the installation quality of the pier reinforced and the qualified rate of protective layer,has improved the working environment of construction personnel,which provide a train of thought for the future cross sea bridge pier standardization construction.

cross-sea bridge;pier shaft;rebar;factorization

U655.4

B

2095-7874（2017）01-0054-04

10.7640/zggwjs201701012

2016-08-27

2016-11-12

季英俊（1983— ），男，安徽南陵人，工程師，國(guó)家一級(jí)注冊(cè)建造師，主要研究方向?yàn)榭绾４髽蚴┕ぜ夹g(shù)。E-mail：jiyingjun99@163.com